Cell Counter & Analyzer CASY(以下简称CASY)是一种高精度的多参数细胞分析仪,能够测量培养细胞和原代细胞的数量、活力、大小分布、聚集度和碎片。它无需使用染料或染色剂,可以测量从0.7微米到120微米的各种细胞类型,包括藻类、细菌和酵母。CASY使用电阻抗法(ECE)和脉冲场分析法(PFA)来检测活细胞和死细胞的电阻信号,从而准确地确定细胞的活力。它还可以根据细胞的积分值计算平均细胞直径和体积。CASY具有快速、低成本、透明、可重复、符合GMP/GLP标准等优点,已广泛应用于各种细胞的计数和分析,如PBMCs、T细胞、原代细胞、干细胞、酵母或细菌等。
CASY的工作原理基于电阻抗法(ECE)和脉冲场分析法(PFA),通过测量细胞通过精确测量孔时产生的电阻信号来分析和计数细胞。细胞的电阻信号与细胞的大小和活力有关。活细胞具有完整的细胞膜,因此电流无法穿透,产生高电阻信号;死细胞或碎片则具有破损的细胞膜,电流能够穿透,产生低电阻信号。细胞的积分值(Integral)是与细胞大小成正比的参数,可用于计算细胞的平均直径和体积。细胞的积分值也可用于区分活细胞和死细胞,因为正常细胞的大小通常不会小于其核大小。CASY可以根据设定的阈值排除小颗粒和碎片,并检测和校正细胞聚集。CASY在一分钟内完成一次测量,并以直方图的形式显示细胞数量、活力、大小分布、聚集度和碎片等信息。CASY具有无需染色、无需校准、高精度、高分辨率、高重复性、低成本、多参数结果等特点,符合GMP/GLP标准。
3D细胞计数与分析仪,Cell Counter & Analyzer CASY
基于电阻抗法(ECE)和脉冲场分析法(PFA)的多参数细胞计数分析仪
细胞计数:CASY能够测量细胞的总数和活细胞数,无需使用染料或染色剂,能准确区分活细胞和死细胞或碎片。其测量原理基于精确测量孔中低电压场的电阻信号,反映细胞的大小和活力。细胞的大小与细胞的积分值(Integral)成正比,细胞的活力与细胞膜的完整性相关。活细胞具有较高的电阻信号,死细胞或碎片具有较低的电阻信号。CASY能够根据设定的积分值范围排除小颗粒和碎片,也可检测并校正细胞聚集。CASY可以在一分钟内完成一次测量,数据以直方图、表格、曲线等多种形式显示,便于用户进行数据分析和比较。
细胞活力:CASY可以测量细胞的活力百分比,依据细胞膜的完整性和电阻信号判断细胞的活力状态。活细胞具有完整的细胞膜,电流无法穿透,产生高电阻信号;死细胞或碎片则具有破损的细胞膜,电流能够穿透,产生低电阻信号。CASY根据设定的积分值范围区分活细胞和死细胞,因为正常细胞的大小通常不小于其核大小。CASY提供活力百分比、活细胞数、死细胞数等数据,并以直方图或表格形式显示。
细胞大小分布:CASY能够测量细胞的大小范围和分布,依据细胞的积分值(Integral)计算细胞的平均直径和体积。积分值与细胞大小成正比,反映细胞的形态和状态。CASY提供不同大小区间内的细胞数量、百分比、平均直径、平均体积等数据,并以直方图或表格形式显示。CASY可测量从0.7微米到120微米的各种细胞类型,包括藻类、细菌、酵母、原代细胞、干细胞等。
细胞聚集度(细胞聚团):CASY可以测量细胞的聚集程度和聚集因子,依据细胞的积分值和数量判断细胞是否形成聚集或生物质。聚集因子指的是一个聚集体中包含的平均细胞数量。可以用来反映细胞的粘附性和分化能力。CASY可以 提供不同大小区间内的聚集体数量、百分比、平均直径、平均体积、平均聚集因子等数,据并以直方图或表格的形式显示。CASY可以进行数学上正确的基于体积的聚集校正,根据单个细胞能够适应多少个聚集体来计算平均细胞直径和体积。
细胞碎片: CASY仪器可以测量细胞的碎片数量和比例, 根据细胞的积分值和阔值来排除小颗粒和碎片。碎片是指小于设定闻值的低电阻信号,可以用来反映细胞的死亡率和污染程度。CASY仪器可以提供碎片数量、百分比、平均直径、平均体积等数据,并以直方图或表格的形式显示。
高精度和高重复性:CASY能够测量细胞的体积和活力,不受染色、聚焦等因素的影响,具有GMP/GLP认证的精度,允许的最大误差低于±2%。CASY的测量原理基于一个精确的测量孔,在低电压场中检测细胞通过时产生的电阻信号,反映细胞的大小和活力。CASY能够根据设定的阈值排除小颗粒和碎片,并检测和校正细胞聚集。CASY已通过数千篇文献和数百台设备的验证,证明其测量和分析性能的持续改进和提高。
无需染色和样品制备:CASY不需要使用染料或染色剂来区分活细胞和死细胞或碎片,只需将细胞悬浮在专用的缓冲液CASYton中即可直接进行测量和分析。CASYton是一种专门为细胞计数开发的电解液,能够保持细胞的形态和活力,并避免细胞之间的相互作用或污染。CASY不需要对样品进行稀释、离心、固定或染色等步骤,节省时间和材料消耗,同时减少人为误差和变异性。
高速度和低成本:CASY可以在一分钟内完成一次测量,并仅需10微升的样品体积,节省时间和材料消耗。操作简单易用,只需通过注射器将细胞样品注入测量孔中,仪器会自动进行测量和分析。
广泛的应用范围:CASY可以测量从0.7微米到120微米的各种细胞类型,包括藻类、细菌、酵母、原代细胞、干细胞等。CASY还可以测量细胞的聚团程度和聚团因子,根据细胞的积分值和数量判断细胞是否形成聚团或生物质。CASY还可以进行基于体积的聚团校正,依据单个细胞的聚集体容量计算平均细胞直径和体积。适用于各种细胞计数和分析领域,例如PBMCs、T细胞、原代细胞、干细胞、酵母和细菌等。
CASY的测量原理基于电子脉冲面积分析,每秒进行100万次测量,符合ISO 13319标准。
CASY基于体积的细胞大小分布不仅提供细胞的大小信息,还能揭示以下信息:
结果图示 |
结果图示意义 |
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细胞大小分布 细胞大小分布是指在一定数量的细胞中,不同大小范围内的细胞所占的比例。使用CASY快速细胞分析仪,可以快速、准确地测量细胞大小分布,并将结果显示为峰值图。 在峰值图中,横轴表示细胞的大小,纵轴表示细胞的数量或百分比。峰值图能够反映出细胞的均匀性,即细胞在大小上的一致性。 峰值的形状与细胞均匀性 峰值图中的峰值形状与细胞的均匀性有密切关系。一般来说,峰值越尖锐,说明细胞越均匀;峰值越平缓,说明细胞越不均匀。这是因为:
峰值类型 尖锐的峰值(Sharp) 中等大小的峰值(Medium) 宽阔的峰值(Broad) |
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细胞聚团对细胞计数分析的影响 细胞聚团是一种常见的干扰因素,它会影响快速细胞计数分析的准确性。细胞聚团是指两个或多个细胞相互粘连在一起的结构。这种聚团会导致测量毛细管中通过的电阻脉冲信号增大,从而使得峰值图中出现不真实的大尺寸细胞。这会导致峰值图呈现不对称的形状,无法准确反映细胞的真实大小分布。 CASY的聚团校正功能 为了消除细胞聚团的影响,CASY提供了一种基于体积的聚团校正功能。该功能通过计算细胞聚团的体积与单个细胞体积的比值,来确定聚团中包含了多少个单个细胞,并将这些细胞从峰值图中分离出来。 例如:
通过这种方式,CASY能够去除细胞聚团的影响,从而得到更准确、更对称的峰值图,真实反映细胞的大小分布。 |
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细胞大小与生理代谢状态的关系 细胞大小是反映细胞生理和代谢状态的重要指标。不同类型的细胞在不同的环境和刺激下,会发生不同程度的大小变化,从而影响其功能和活性。因此,准确地测量和分析细胞大小变化,对于了解细胞的特性和行为具有重要意义。 细胞大小变化的示例 细胞体积的增加 细胞体积的减少 |
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细胞混合物的分析 细胞混合物是指由两种或多种不同类型的细胞组成的样品。细胞混合物在生物学研究和医学应用中非常常见,如干细胞培养、共培养系统、肿瘤样本等。对于细胞混合物,一个重要的问题是如何识别和分析其中各种类型细胞的数量和比例,以及它们之间的相互作用。 细胞混合物中的分析示例 高低浓度细胞类型的混合 相等浓度细胞类型的混合 |
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培养基的污染检测 培养基是用于细胞培养的液体或凝胶状物质,提供了细胞生长所需的营养和环境条件。培养基的质量直接影响到细胞培养的效果和安全性,因此需要定期检测培养基是否被污染。污染指的是培养基中出现了不希望存在的微粒或微生物,如灰尘、细菌、真菌等,它们会干扰或破坏细胞的正常生长和功能。 污染的检测示例 当峰值图中出现一个不符合预期的大小范围内的峰值(通常标记为红色),是培养基被污染了。这个异常峰值代表了培养基中存在一种不属于目标细胞类型的微粒或微生物,如灰尘、细菌、真菌等。这些微粒或微生物会影响目标细胞在峰值图中的表现,导致其数量、大小、形态和活性发生变化。 为了确认污染情况,可以测量纯净的培养基(标记为绿色)。纯净的培养基指的是没有添加任何目标细胞类型或其他物质的培养基,它在峰值图中应该没有任何峰值。
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实例图示 | 实例分析 |
CASY在细胞系计数中的应用 CASY能够轻松完成细胞系的计数任务,并提供多种参数的测量结果。CASY已为许多常用的细胞系提供了数据下载,且数据量仍在不断增加。通常,只需使用10μL至50μL的细胞样品,就可以在短时间内获得细胞的浓度、活性、大小、生物量等参数。 CASY还能够计算细胞聚集因子,并将其纳入测量结果中。这只是使用CASY进行细胞测量的众多应用之一。 |
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PBMCs质量与供体血液的差异 PBMCs(外周血单个核细胞)的质量不仅受到选用分离介质的影响,还受到供体血液的差异。不同供体血液中的淋巴细胞和单核细胞比例存在很大差异。了解这些差异对后续使用PBMCs进行的实验或治疗的成功至关重要。 CASY可以快速、准确地测量PBMCs中淋巴细胞和单核细胞的数量和比例,并将结果以峰值图的形式呈现。通过观察峰值图中的不同颜色,可以清晰地发现不同供体血液中PBMCs的组成和差异。 例子:
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T细胞激活过程中的变化与CASY的应用 T细胞是重要的免疫细胞,能够识别和清除异物或病原体。T细胞激活是指T细胞在接触到特定抗原后,发生细胞增殖和功能增强的过程。在T细胞激活过程中,细胞的数量和体积都会发生变化,这些变化是反映T细胞激活状态的重要参数。 CASY可以同时准确跟踪T细胞激活过程中的细胞增殖和体积增加。以下是一个例子,其中人类CD4+ T细胞被抗CD3/CD28 Dynabeads刺激。CASY可以测量T细胞的数量、大小、形态和活性,并将结果以峰值图的形式显示。通过观察峰值图中的不同峰值,可以识别T细胞激活过程中的不同阶段和特征。 例子: 峰值图中显示了人类CD4+ T细胞在激活过程中的正常聚集形成和细胞大小分布:
峰值图还显示了在不同代谢条件下,聚集形成和细胞大小的发展会发生显著变化:
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CASY在iPSC研究中的应用 CASY可以改变您使用诱导多能干细胞(iPSC)的方式。与其他类型的样品一样,CASY不需要特殊的样品制备。对于iPSC而言,这一点比以往任何时候都更加重要。您可以选择胰蛋白酶、Accutase、EDTA或其他方法来制备PSC(诱导多能干细胞),CASY都可以独立于聚集水平来计数细胞。此外,CASY还可以通过测量平均大小和平均体积来评估聚集水平。 CASY能够测量PSC的数量、大小、形态和活性,并将结果以峰值图的形式显示。通过观察峰值图中的不同颜色,您可以发现不同制备方法下iPSC的组成和差异。 例子:
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CASY在原代细胞研究中的应用 原代细胞是指从动物或人体组织中直接分离出来的细胞,具有较高的生物学活性和功能,广泛应用于研究组织发育和疾病机制等领域。测量原代细胞的数量和质量是细胞培养和应用中的关键步骤。然而,原代细胞通常包含大量碎片、死亡细胞或其他类型的细胞,这使得许多细胞计数器难以准确地测量它们。 CASY可以帮助您克服这些问题,使细胞计数变得更加便捷和准确。以下是比较新鲜分离的人类内皮细胞与第一次传代后内皮细胞的测量结果的例子。 例子: 峰值图显示了新鲜分离的人类内皮细胞(橙色)与第一次传代后的内皮细胞(黄色)的比较。
CASY能够准确地分离这些不同类型的细胞,并提供稳定、精确的计数结果,从而为原代细胞的研究和应用提供可靠支持。 |
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使用CASY快速细胞分析仪测量杆状病毒感染过程中SF9细胞体积变化 SF9细胞是一种昆虫细胞系,广泛用于杆状病毒感染研究,能够产生大量的重组蛋白。在杆状病毒感染过程中,SF9细胞的体积会发生显著变化,这些变化反映了细胞内病毒颗粒的积累和释放。通过测量SF9细胞的体积变化,可以帮助优化杆状病毒感染的时间和效率。 CASY不仅能够精确测量SF9细胞的体积变化,还能够标准化感染过程,减少细胞破裂的风险。CASY可以同时测量SF9细胞的数量、大小、形态和活性,并通过峰值图呈现结果。通过观察峰值图中的不同颜色,您可以清晰地看到杆状病毒感染过程中SF9细胞体积的变化。 例子: 峰值图显示了未感染(红色)与感染后(绿色)SF9细胞的比较:
通过CASY的测量,您可以实时监控感染过程中细胞体积的变化,并优化杆状病毒感染实验的时间和效率。 |
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血液细胞分析 血液是一种由多种细胞和液体组成的复杂生物体系,具有重要的生理功能。血液中的主要细胞类型包括红细胞、白细胞和血小板,它们在大小和形态上具有显著的差异。测量血液中各类细胞的数量、大小、形态和活性,可以为血液相关疾病的诊断和治疗提供重要信息。 CASY能够精准测量血液中各类细胞的数量、大小、形态和活性,并通过峰值图展示结果。通过观察峰值图中不同峰值的分布,您可以轻松识别血液中不同类型的细胞及其状态。 例子: 峰值图显示了新鲜血液(橙色)与离心后的血小板(蓝色)的比较:
通过这种方式,CASY不仅可以区分血液中的不同细胞类型,还能够有效监控血液中细胞的状态,为相关的诊断和治疗提供参考。 |
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酿酒酵母分析 酿酒酵母是一种常见的单细胞真核微生物,广泛用于将糖类发酵成乙醇和二氧化碳,从而制造啤酒等饮料。在酿造过程中,准确测量酵母的数量和活性是两个非常重要的参数,但这通常并不容易获得。许多啤酒厂在整个酿造过程中依赖于CASY。 CASY可以有效地处理底部发酵和自由浮动的酵母,可靠地测定酵母的细胞浓度和活性,且不受澄清物的干扰。此外,CASY能够在出现野生酵母或微小突变等污染时发出警告。CASY可以测量酵母的数量、大小、形态和活性,并将结果以峰值图的形式显示。通过观察峰值图中的不同颜色,您可以发现酵母的变化和特征。 例子: CASY可以检测并通过叠加显示最小的变化。在这个例子中,正常的拉格酵母(绿色)与一次野生酵母感染后得到的样品(红色)进行了比较。通过峰值图的对比,可以观察到两种酵母的细胞数量和活性的差异,从而帮助酿酒过程中的监控和优化。 通过使用CASY,啤酒厂可以更准确地监控酵母的状态,提高生产效率并减少污染。 |
淡水藻类分析 淡水藻类是一种广泛分布的单细胞或多细胞植物,在水生生态系统中起着重要作用。测量淡水藻类的数量和质量,可以帮助评估水质和环境状况,并为相关实验和研究提供数据支持。 CASY能够精确跟踪淡水藻类的生长和出芽过程。以下是测量一种用于环境测试的淡水藻类——小头鞭毛藻(Raphidocelis subcapitata)出芽过程的例子。小头鞭毛藻的细胞大小为6μm,每个母细胞可以出芽成4个子细胞。在出芽开始时,会出现越来越多的单个子细胞。出芽持续4至5小时,子细胞数量不断增加,同时,6μm的母细胞几乎完全消失。 CASY能够测量淡水藻类的数量、大小、形态和活性,并将结果通过峰值图显示。通过观察峰值图中的不同峰值,可以发现淡水藻类的生长和出芽过程。 例子: 峰值图显示了小头鞭毛藻在不同时间点(0、1、2、3、4、5小时)的测量结果。随着时间的推移,可以看到6μm的母细胞逐渐减少,而约3μm大小的子细胞逐渐增多,直到最后只剩下子细胞。 在某些情况下,CASY也可以间接用于其他实验。在本实验中,使用CASY测量了藻类的数量,并用于标准化作为大型淡水甲壳动物——大型滔食物的藻类数量。大型滔是一种对水质极为敏感的常见淡水甲壳动物,因此,通过测量初始藻类数量和一小时后剩余的藻类数量,CASY可以帮助评估藻类对环境变化的反应。 通过CASY,研究人员可以精确掌握藻类的生长情况,为环境监测和水质评估提供有力支持。 |
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细菌分析 细菌是一种常见的单细胞原核微生物,广泛分布于自然界,并在许多工业和医学领域中具有重要应用。测量细菌的数量和质量,对于评估其生长、活性以及进行相关实验和研究至关重要。然而,细菌的生长速度极快,细胞数量往往在20分钟或更短时间内翻倍,这给细菌计数带来了极大的挑战,导致结果通常不够精确或准确。 常用的平板法需要较长时间才能得到结果,而且准确性有限。一个主要问题是,由于培养中细胞浓度很高,计数的细菌数量常常不能反映一个具有代表性的样本。另外,光密度(OD)测量方法只能提供一个大致的浓度范围,无法精确计数。 与这些传统方法相比,CASY®能够在短短45秒内计数多达50,000个细菌细胞,并提供精确的细胞数量,极大提高了计数效率和准确性。 例子: 峰值图中显示了大肠杆菌(上图)和枯草杆菌(下图)的测量结果。可以看到,大肠杆菌显示为一个约1.5μm的峰值,而枯草杆菌则显示为一个约3.5μm的峰值。 CASY已成功用于多种不同类型的细菌计数,包括:鲍曼不动杆菌、鲑鱼气单胞菌、粪产碱杆菌、芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、蜜环菌、脑脊膜炎奈瑟菌、佩特里氏百日咳杆菌、酸食物单胞菌、睾丸激素单胞菌、星状埃德华氏菌、肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、乔治亚纳克鲁伊弗拉氏菌、乳酸杆菌、钩端螺旋体 (Leptospira interrogans)、旋毛马利基亚氏菌、分枝分枝杆菌 (Mycobacterium smegmatis)、犬奈瑟氏球菌、气性巴氏杆菌、多发性巴氏杆菌、海姆巴赫氏普罗威登斯球菌、黏液变形普罗透斯球菌、铜绿假单胞菌、叶绿假单胞菌、荧光假单胞菌、蒙特利假单胞球菌、莫塞利假单胞菌、假碱性假单胞菌、普通假单胞菌、司氏假单胞菌、水生拉氏球菌、沙门氏菌、伤寒沙门氏菌、变形杆菌、蟑螂希姆韦利亚氏菌、金黄色葡萄球菌、头部葡萄球菌、肉用葡萄球菌、表皮葡萄球菌、鸡葡萄球菌、腐生葡萄球菌、模拟葡萄球菌、木糖葡萄球菌、壮观链霉菌、伸展细胞色素球菌 (Coccus elongatus)、鳗弧菌、副溶血性弧菌、伯克维氏耶尔森氏菌、鲈鱼耶尔森氏菌等等。 通过CASY技术,细菌计数变得更加精确、快捷和高效,在微生物学研究和工业生产中得到了广泛应用。
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黑曲霉是一种常见的真菌,广泛分布于自然界和工业环境中,并能够产生大量孢子。孢子是一种具有抗逆性和传播性的细胞,根据染色体的数目,孢子可以分为单倍体(haploid)和二倍体(diploid)。测量孢子的数量和质量,可以帮助评估黑曲霉的生长、活性及相关实验研究。 CASY通过基于体积的大小测量方法,可以非常精确地区分黑曲霉的单倍体(黄色)和二倍体(橙色)孢子。CASY还能够测量其他类型孢子的数量、大小、形态和活性,并将结果以峰值图的形式显示。通过观察峰值图中的不同颜色,可以清晰地识别不同类型和状态的孢子。 例子: 峰值图显示了黑曲霉的单倍体(黄色)和二倍体(橙色)孢子的比较。可以看到,单倍体孢子呈现约3.5μm的峰值,而二倍体孢子则显示为一个约4.5μm的峰值。 |
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CASY细胞计数器与网孔柱是一种改进的花粉数量计数方法。CASY细胞计数器是一种能够快速、准确地测量细胞数量和大小的仪器,而网孔柱则是一种根据细胞大小进行分离和过滤的装置。使用CASY细胞计数器和网孔柱的组合,可以克服传统花粉数量计数方法(如显微镜法或光学密度法)的一些缺点,如耗时长、准确性差或结果不稳定等问题。 | |
利什曼原虫是一种寄生于人和动物的原生动物,具有不同的生活阶段,其中促锥虫期是其具有鞭毛的游动阶段。测量利什曼原虫的数量和质量,有助于评估它们的生长和活性,并进行相关实验和研究。 CASY利用其独特的脉冲场面积技术,能够准确检测和测量具有鞭毛的细长细胞。脉冲场面积技术是通过在细胞通过孔隙时,以1MHz的频率检测细胞电阻变化,并根据变化的面积计算细胞体积。对于CASY来说,利什曼原虫在促锥虫期是一个典型的应用示例,并不是挑战。 CASY能够测量利什曼原虫的数量、大小、形态和活性,并将结果以峰值图形式显示。通过观察峰值图中的不同峰值,可以识别不同类型和状态的利什曼原虫。 |
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如图:
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